基于现场总线的加工中心用六轴数控系统

图4STH-850型数控加工中心

图5六轴数控系统主界面图

　　数控系统主要的技术指标如下:

　　1)具有六个运动轴，即直线轴X、Y、Z轴，旋转轴A、B、C轴，可实现五轴联动，最小分辨率0.001mm/0.001度;
　　2)切削进给速度达到24m/min，快移速度达到24m/min，进给加速度达到20m/s²;
　　3)具有微线段的前瞻自适应速度控制功能，其中微线段最小段长为0.01mm,预读段数为100段;
　　4)具有直线、圆弧插补、空问螺旋线等插补功能;
　　5)具有刀具补偿、螺距补偿以及反向间隙补偿等自动补偿功能:
　　6)主轴转速达到BDDOrlmin，具有正转、反转、停止以及准停功能;
　　7)支持钻孔、键孔、攻丝等多种固定循环加工宏指令;
　　8)提供内装式PMC功能，可使用梯形图进行编程;
　　9)具有动态三维仿真显示功能;
　　10)提供手动、自动换刀功能。

　　在预读段衔接进给速度和加工过程平滑减速的约束条件下，对转接点最优衔接速度进行预计算，以实现前瞻自适应速度控制功能。按照国家标准对直线和圆插补精度进行了测试，测试结果如表3所示。实际测试表明，微线段加工时其进给速度可达到1m/lmin，可实现进给速度的高速平滑衔接。图s为使用五轴联动加工叶轮试件的实际切削图。数控系统经过持续不间断生产加工，结果表明:控制系统硬件能够可靠工作，软件各项功能工作正常并且稳定，加工过程中速度控制平稳，精度高，系统各项指标均达到了设计时提出的要求。

图6五轴联动加工试件实际切削图

5 结束语

　　为了保证加工中心用数控系统连线方便和功能具有可扩展性，本文提出了基于现场总线的六轴数控系统结构，实现了分布式的运动控制，克服了传统数控系统集中式控制的缺点。设计了一种现场总线协议及其安全通恰软件，能保证CNC控制器与内装式PMC、远程操作面板之问进行数据通信的实时性和可靠性。该系统已在五轴数控加工中心上得到了成功的应用。